EP3715689A1 - Verfahren zur ueberwachung des zustands von membranventilen - Google Patents

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EP3715689A1
EP3715689A1 EP20165574.3A EP20165574A EP3715689A1 EP 3715689 A1 EP3715689 A1 EP 3715689A1 EP 20165574 A EP20165574 A EP 20165574A EP 3715689 A1 EP3715689 A1 EP 3715689A1
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EP
European Patent Office
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deviations
signal
evaluation unit
reference signal
acoustic signal
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP20165574.3A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Patrick THOME
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KSB SE and Co KGaA
Original Assignee
KSB SE and Co KGaA
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Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102020108085.9A external-priority patent/DE102020108085A1/de
Application filed by KSB SE and Co KGaA filed Critical KSB SE and Co KGaA
Publication of EP3715689A1 publication Critical patent/EP3715689A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F16K37/0091—For recording or indicating the functioning of a valve in combination with test equipment by measuring fluid parameters

Definitions

  • the invention relates to a method for monitoring the condition of diaphragm valves.
  • Diaphragm valves are used in a wide variety of areas of application to control or regulate the volume flow of gases or liquids.
  • the special feature here is that diaphragm valves have an internal diaphragm via which the valve is sealed or via which the effective flow cross section can be set in a targeted manner.
  • the membrane is moved over a comparatively small distance via a pressure piece.
  • the sealing ridge comes towards the membrane.
  • the operating medium only touches the membrane surface. All mechanical parts are outside of the media-wetted area.
  • diaphragm valves Due to this principle, diaphragm valves have only very small dead spaces in which or on which components of the operating medium can deposit. Such valves are therefore particularly suitable for highly viscous or highly adhesive liquids. This also applies equally to liquids with solids transported over them, such as waste water. Without the membrane, the solids could, among other things, be deposited on the sealing web and thereby limit the functionality of the valve. Against this background, it is of crucial importance that the inner membrane always fulfills the function described above and that, in the event of a leaky membrane, it is replaced quickly.
  • the present invention is therefore based on the object of specifying a method which monitors the state of a diaphragm valve in a simple manner.
  • the state of a diaphragm valve is monitored in that an acoustic signal generated by the diaphragm valve is first detected by means of a detection unit and transmitted to an evaluation unit.
  • the evaluation unit compares the acoustic signal with a reference signal and determines deviations between the acoustic signal and the reference signal. The deviations are then transmitted to an output unit.
  • the invention is based on the knowledge that the diaphragm valve causes a certain noise profile during operation.
  • This noise profile is created in particular by the interaction between the flowing operating medium and the channel within the valve through which the operating medium flows. This noise profile is therefore dependent on both the operating parameters and the structural design of the valve.
  • a flow through the component alone is sufficient in order to be able to make statements regarding the membrane state.
  • a change in the state of the component that is actively produced for the purpose of emitting a noise pattern, e.g. switching, opening or closing is not necessary.
  • the evaluation unit compares the acoustic signal caused by the flow through the component with a reference signal and determines deviations between the acoustic signal and the reference signal.
  • the invention monitors the membrane without any active influence, i. E. without actively changing the condition of the component and completely non-invasive. This enables simple and non-invasive condition monitoring.
  • a reference signal can therefore be determined for each valve, for example in the form of a reference noise profile, which describes the noise development in an undamaged state of the valve. If, for example, the inner membrane is damaged, this leads to a change in the acoustic signal or in the determined noise profile.
  • the evaluation unit can determine this acoustic deviation by comparing it with the reference signal and output it to the user via an output unit. Based on the information obtained, the operator can then decide whether the internal membrane needs to be replaced. At the same time, the remaining service life of the diaphragm valve can also be estimated.
  • the main advantage compared to the already known methods is that on the one hand a non-invasive measurement takes place and on the other hand the construction of a corresponding monitoring system is relatively simple.
  • the acoustic signal is not only dependent on the state of the diaphragm valve, but also to a not insignificant extent on the Operating parameters such as the valve lift or the volume flow.
  • a reference signal is thus preferably determined for various combinations of operating parameters.
  • the reference signal or the reference signals are recorded before the diaphragm valve is operated for the first time. The reference signals are then transmitted to the evaluation unit.
  • the acoustic signal is usually monitored in a predetermined frequency range.
  • the reference signals are also determined for this specified frequency range. Frequencies in the range from 0 to 25 kHz are preferably included.
  • the membrane valve can be monitored either continuously or discontinuously at predetermined times.
  • Continuous monitoring has the advantage that changes in the acoustic signal can be detected and evaluated at an early stage. In the case of discontinuous monitoring, a change can only be detected at the next point in time of the measurement.
  • a continuous measurement is also advantageous since a greater range of signal changes can be recorded. For example, a change in the acoustic signal can consist in the fact that, at a specific frequency, a recurring signal is only generated at specific times. However, if there is no measurement at precisely these times in the case of discontinuous monitoring, this change would not be recorded.
  • characteristic deviations are deviations that can be associated with a specific event of the diaphragm valve. These events can be normal operating events of the diaphragm valve, but also damage or malfunctions. These events and thus also the characteristic deviations associated with them are usually based on empirical values. For example, a characteristic deviation can consist of a change in the noise profile.
  • a sound level can be assigned to each detected frequency via a noise profile. This sound level can be made visible in the form of a curve, this curve having local maxima at certain frequencies.
  • a first characteristic deviation consists in the fact that at a specific point in time an additional local maximum is detected, which is not present in the reference signal, for example. This local maximum can occur continuously or discontinuously.
  • a second characteristic deviation is the frequency range of the maxima. For example, a maximum can run over only a very small frequency range but also over a very wide frequency range.
  • a third characteristic deviation leads to a change or to changes in the sound pressure level.
  • This change in the sound pressure level usually takes place for a specific frequency range, but it can also include several frequency ranges and thus also several maxima.
  • the evaluation unit is able to compare the acoustic signal with a reference signal and a deviation with a characteristic deviation, it preferably has a memory in which the reference signal, but preferably also the characteristic deviations, are stored.
  • reference signal and characteristic deviations for the operated diaphragm valve are stored in the memory.
  • reference signals and characteristic deviations for a large number of different diaphragm valves are stored in the memory, whereby the user selects the respective type, for example via an input interface of the evaluation unit, before operating a specific membrane valve and, based on this, the evaluation unit outputs the corresponding reference signal and / or selects the corresponding characteristic deviations.
  • the evaluation unit is connected to an output unit.
  • the output preferably takes place in the form of a graphic and / or also in the form of an acoustic output signal.
  • a graphic signal can consist, for example, in that the deviations from the reference signal are graphically represented over a frequency range. In the case of an intact diaphragm valve without a change in the operating state, no deviation would therefore be shown.
  • the measured acoustic signal is preferably also output. In this way, if there is a deviation from the reference signal, the deviation can be better interpreted. In a further development, a characteristic deviation is also output if this corresponds to an actual deviation from the reference signal.
  • a graphic representation basically also includes the output of text messages that provide information about deviations and / or characteristic deviations.
  • An acoustic output preferably takes place in the form of a warning tone or in the form of warning tones that inform the user about deviations. However, these warning tones are preferably only emitted if the deviations correspond to a characteristic deviation.
  • a graphic and an acoustic output can also be combined with one another.
  • the subject matter of the invention is not only a method according to claim 1 but also a system for performing the method with a detection unit, an evaluation unit and an output unit.
  • the detection unit is preferably a measurement microphone.
  • Measurement microphones have the advantage that they can objectively detect acoustic signals and transmit them to the evaluation unit. In principle, however, all other types of microphones are also suitable for this method.
  • the system can also be implemented using a smartphone, with the integrated in the smartphone Microphone represents the detection unit. The acoustic signal is then evaluated internally in the smartphone, with the output signal being shown on the display as an output unit.
  • the Figure 1 shows a schematic representation of a system for monitoring the state of the diaphragm valve 1.
  • a directional microphone 3 is aimed as a detection device at the diaphragm valve 1 and detects an acoustic signal 2 generated by the diaphragm valve.
  • This acoustic signal 2 is transmitted from the measuring microphone 3 to an evaluation unit 4 and evaluated there.
  • the evaluation unit 4 has an integrated memory 5 in which a reference signal is stored. This reference signal corresponds to the acoustic signal 2 which is emitted by an intact diaphragm valve 1.
  • the acoustic signal 2 generated by the diaphragm valve 1 is compared with the reference signal stored in the memory 5. If there are deviations between acoustic signal 2 and the reference signal, this can provide information about the state of the diaphragm valve.
  • the deviations are then transmitted from the evaluation unit 4 to an output unit 6 which, based on the deviations, generates a graphic output signal.
  • the graphic output signal is a representation of the local sound level maxima for a certain frequency range, the deviations being shown in dashed lines
  • Characteristic deviations are also stored in the memory 5. These are deviations that are based on empirical values and a specific event, such as a leaky membrane. If the deviations detected in the evaluation unit 4 are identical to the characteristic deviations, a graphic output signal is also output which indicates the presence of such a characteristic deviation.
  • the Figure 2 shows an example of the time profile of an acoustic signal 2, the acoustic signal corresponding to a reference signal.
  • the horizontal lines here correspond to local sound level maxima that exist at different frequencies. This becomes particularly clear in comparison with the diagram below, which shows the course of the sound level at a specific point in time for different frequencies. Starting from this course, a total of four local sound level maxima are visible, which are shown as a line in the upper diagram due to the course over time.
  • the Figures 3A to 3C show different time courses of the acoustic signal 2.
  • all courses show a characteristic deviation from the reference signal of the after approximately half the measured time Figure 2 on.
  • a fifth local sound level maximum is formed, the frequency being around 7 kHz.
  • This local maximum sound level is continuous, and according to FIG Figure 3C this maximum occurs discontinuously or only at certain times.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Verfahren zur Überwachung des Zustands von Membranventilen (1), wobei ein von dem Membranventil (1) erzeugtes akustisches Signal (2) mittels einer Detektionseinheit (3) erfasst und an eine Auswerteeinheit (4) übermittelt wird, wobei die Auswerteeinheit (4) das akustische Signal (2) mit einem Referenzsignal vergleicht und Abweichungen zwischen dem akustischen Signal (2) und dem Referenzsignal bestimmt, wobei die Abweichungen an eine Ausgabeeinheit (6) übergeben werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung des Zustands von Membranventilen.
  • Membranventile werden in vielfältigsten Anwendungsbereichen dazu genutzt, um den Volumenstrom von Gasen oder Flüssigkeiten zu steuern oder zu regeln. Hierbei ist die Besonderheit, dass Membranventile eine innenliegende Membrane aufweisen, über die das Ventil abgedichtet wird bzw. über die der effektive Strömungsquerschnitt gezielt eingestellt werden kann. Die Membran wird hierzu über ein Druckstück über eine vergleichsweise kleine Strecke bewegt. Der Dichtsteg kommt hierbei der Membrane entgegen. Das Betriebsmedium berührt lediglich die Membranoberfläche. Alle mechanischen Teile liegen außerhalb des medienbenetzten Raumes.
  • Aufgrund dieses Prinzips weisen Membranventile nur sehr geringe Toträume auf, in denen bzw. an denen sich Bestandteile des Betriebsmediums ablagern können. Somit eigenen sich derartige Ventile insbesondere für hochviskose oder hochhaftfähige Flüssigkeiten. Dies gilt gleichermaßen auch für Flüssigkeiten mit darüber transportierten Feststoffen wie beispielsweise Schmutzwasser. Ohne die Membran könnten sich die Feststoffe unter anderem an dem Dichtsteg ablagern und hierdurch die Funktionsfähigkeit des Ventils einschränken. Vor diesem Hintergrund ist es von entscheidender Bedeutung, dass die innenliegende Membran stets die oben beschriebene Funktion erfüllt bzw. dass im Falle einer undichten Membran ein zügiger Austausch erfolgt.
  • Derartige Beschädigungen können aber während des Betriebs des Ventils üblicherweise von außen nicht ohne Weiteres festgestellt werden. Dies hat zur Folge, dass die Anlage, in der das Membranventil verbaut ist, zunächst stillgelegt werden muss und anschließend ein Ausbau des Ventils erfolgt.
  • Dies geschieht üblicherweise im Rahmen allgemeiner Wartungsarbeiten, bei denen die Membran nach einer festgelegten Betriebszeit ausgetauscht wird. Diese Betriebszeit beruhte zumeist auf Erfahrungswerten und orientiert sich nicht daran, ob ein solcher Austausch überhaupt notwendig ist. Dementsprechend ist es möglich, dass ein Ausbau des Ventils erfolgt, obwohl dieses noch immer funktionsfähig ist. Entsprechend kann es auch vorkommen, dass bereits beschädigte Membranen bis zum Ablauf der festgelegten Betriebszeit weiterhin in Betrieb bleiben.
  • In der Praxis haben sich daher Verfahren herausgebildet, bei denen über die Messung einzelner Betriebsparameter, wie Druck oder Volumenstrom, versucht wird, eine Aussage über den Zustand des Membranventils zu treffen. Diese Verfahren sind aber insgesamt aufwendig und fehleranfällig.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das in einfacher Art und Weise den Zustand eines Membranventils überwacht.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1. Erfindungsgemäß wird der Zustands eines Membranventils dadurch überwacht, dass zunächst ein von dem Membranventil erzeugtes akustisches Signal mittels einer Detektionseinheit erfasst und an eine Auswerteeinheit übermittelt wird. Anschließend vergleicht die Auswerteeinheit das akustische Signal mit einem Referenzsignal und bestimmt Abweichungen zwischen dem akustischen Signal und dem Referenzsignal. Im Anschluss werden die Abweichungen an eine Ausgabeeinheit übermittelt.
  • Hierbei geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, dass das Membranventil während des Betriebs ein bestimmtes Geräuschprofil verursacht. Dieses Geräuschprofil entsteht insbesondere durch das Zusammenwirken zwischen dem strömenden Betriebsmedium und dem von dem Betriebsmedium durchströmten Kanal innerhalb des Ventils. Dieses Geräuschprofil ist somit abhängig sowohl von den Betriebsparametern als auch von der konstruktiven Ausgestaltung des Ventils.
  • Somit reicht erfindungsgemäß allein ein Durchströmen des Bauteils aus, um Aussagen bzgl. des Membranzustandes treffen zu können. Eine zum Zwecke der Emittierung eines Geräuschmusters aktiv hervorgerufene Änderung eines Zustandes des Bauteils, wie z.B. ein Umschalten, ein Öffnen bzw. Schließen ist nicht notwendig. Erfindungsgemäß vergleicht die Auswerteeinheit das durch das Durchströmen des Bauteils bedingte akustische Signal mit einem Referenzsignal und bestimmt Abweichungen zwischen dem akustischen Signal und dem Referenzsignal. Insofern erfolgt bei der Erfindung die Überwachung der Membran ohne jegliche aktive Beeinflussung, d.h. ohne aktive Änderung des Zustandes des Bauteils und vollkommen nicht-invasiv. Dadurch ist eine einfache und eingriffsfreie Zustandsüberwachung ermöglicht.
  • Für jedes Ventil kann daher ein Referenzsignal beispielsweise in Form eines Referenzgeräuschprofils ermittelt werden, das die Geräuschentwicklung in einem unbeschädigten Zustand des Ventils beschreibt. Sofern beispielsweise die innenliegende Membran beschädigt wird, führt dies zu einer Änderung in dem akustischen Signal bzw. in dem ermittelten Geräuschprofil. Die Auswerteeinheit kann diese akustische Abweichung durch einen Vergleich mit dem Referenzsignal bestimmen und über eine Ausgabeeinheit an den Benutzer ausgeben. Dieser kann dann aufgrund der ermittelten Informationen entscheiden, ob ein Austausch der innenliegenden Membran erforderlich ist. Zugleich kann auch eine Abschätzung der Restlebensdauer des Membranventils durchgeführt werden.
  • Der wesentliche Vorteil gegenüber den bereits bekannten Verfahren besteht darin, dass einerseits eine nicht-invasive Messung erfolgt und andererseits der Aufbau eines entsprechenden Überwachungssystems verhältnismäßig einfach ist.
  • Wie bereits zuvor erläutert, ist das akustische Signal nicht nur abhängig von dem Zustand des Membranventils, sondern auch in einem nicht unwesentlichen Maße von den Betriebsparametern wie z.B. dem Ventilhub oder dem Volumenstrom. Somit wird ein Referenzsignal bevorzugt für verschiedene Betriebsparameterkombinationen ermittelt. In einer bevorzugten Ausgestaltung erfolgt die Erfassung des Referenzsignals bzw. der Referenzsignale vor einem erstmaligen Betrieb des Membranventils. Die Referenzsignale werden sodann an die Auswerteeinheit übermittelt.
  • Die Überwachung des akustischen Signals erfolgt üblicherweise in einem zuvor festgelegten Frequenzbereich. Für diesen festgelegten Frequenzbereich werden auch die Referenzsignale bestimmt. Bevorzugt sind Frequenzen im Bereich von 0 bis 25 kHz umfasst.
  • Die Überwachung des Membranventils kann entweder kontinuierlich oder diskontinuierlich zu vorbestimmten Zeitpunkten erfolgen. Eine kontinuierliche Überwachung hat hierbei den Vorteil, dass Änderungen im akustischen Signal frühzeitig erfasst und ausgewertet werden können. Bei einer diskontinuierlichen Überwachung kann eine Änderung erst zum nächstliegenden Zeitpunkt der Messung detektiert werden. Eine kontinuierliche Messung ist darüber hinaus vorteilhaft, da eine größere Breite von Signaländerungen erfasst werden kann. Beispielsweise kann eine Änderung des akustischen Signals darin bestehen, dass bei einer bestimmten Frequenz ebenfalls nur zu bestimmten Zeitpunkten ein wiederkehrendes Signal erzeugt wird. Sofern bei einer diskontinuierlichen Überwachung zu genau diesen Zeitpunkten jedoch keine Messung erfolgt, würde diese Änderung nicht erfasst werden.
  • Sofern die Auswerteeinheit Abweichungen im akustischen Signal vom Referenzsignal detektiert, erfolgt bevorzugt ein Vergleich mit charakteristischen Abweichungen. Bei diesen charakteristischen Abweichungen handelt es sich um Abweichungen, die mit einem bestimmten Ereignis des Membranventils in Verbindung gebracht werden können. Bei diesen Ereignissen kann es sich sowohl um übliche Betriebsereignisse des Membranventils handeln, aber auch um Beschädigungen oder Fehlfunktionen. Diese Ereignisse und damit auch die damit in Verbindung stehenden charakteristischen Abweichungen beruhen üblicherweise auf Erfahrungswerten. Beispielsweise kann eine charakteristische Abweichung in einer Änderung des Geräuschprofils bestehen.
  • So kann über ein Geräuschprofil jeder detektierten Frequenz ein Schallpegel zugeordnet werden. Dieser Schallpegel kann in Form eines Kurvenverlaufes sichtbar gemacht werden, wobei dieser Kurvenverlauf bei bestimmten Frequenzen lokale Maxima aufweist. Eine erste charakteristische Abweichung besteht darin, dass zu einem bestimmten Zeitpunkt ein zusätzliches lokales Maximum detektiert wird, welches beispielsweise bei dem Referenzsignal nicht vorhanden ist. Dieses lokale Maximum kann kontinuierlich aber auch diskontinuierlich auftreten.
  • Eine zweite charakteristische Abweichung besteht in der Frequenzbreite der Maxima. So kann beispielsweise ein Maximum über nur einen sehr kleinen Frequenzbereich aber auch über einen sehr breiten Frequenzbereich verlaufen.
  • Eine dritte charakteristische Abweichung führt zu einer Änderung bzw. zu Änderungen des Schalldruckpegels. Diese Änderung des Schalldruckpegels erfolgt üblicherweise für einen bestimmten Frequenzbereich, sie kann aber auch mehrere Frequenzbereiche und damit auch mehrere Maxima umfassen.
  • Damit die Auswerteeinheit in der Lage ist, das akustische Signal mit einem Referenzsignal und eine Abweichung mit einer charakteristischen Abweichung zu vergleichen, weist sie bevorzugt einen Speicher auf, in dem das Referenzsignal, bevorzugt aber auch die charakteristischen Abweichungen hinterlegt sind.
  • Grundsätzlich ist es hierbei ausreichend, wenn nur das Referenzsignal und charakteristische Abweichungen für das betriebene Membranventil in dem Speicher hinterlegt sind. In einer bevorzugten Ausgestaltung sind in dem Speicher jedoch Referenzsignale und charakteristische Abweichungen für eine Vielzahl von unterschiedlichen Membranventilen hinterlegt, wobei der Benutzer vor Betrieb eines bestimmten Membranventils beispielsweise über eine Eingabeschnittstelle der Auswerteeinheit den jeweiligen Typ auswählt und die Auswerteeinheit ausgehend hiervon, das entsprechende Referenzsignal und/oder die entsprechenden charakteristischen Abweichungen auswählt.
  • Um den Nutzer darüber informieren zu können, dass eine Abweichung zwischen dem akustischen Signal und dem Referenzsignal vorliegt, ist die Auswerteeinheit mit einer Ausgabeeinheit verbunden. Die Ausgabe erfolgt bevorzugt in Form eines graphischen und/oder auch in Form eines akustischen Ausgabesignals.
  • Ein graphisches Signal kann beispielsweise darin bestehen, dass die Abweichungen vom Referenzsignal über einen Frequenzbereich graphisch dargestellt werden. Bei einem intakten Membranventil ohne Änderung des Betriebszustandes würde demnach keine Abweichung dargestellt. Neben der graphischen Darstellung der Abweichung wird bevorzugt auch das gemessene akustische Signal ausgegeben. Hierdurch könnte bei einer Abweichung vom Referenzsignal die Abweichung besser interpretiert werden. In einer Weiterbildung wird auch eine charakteristische Abweichung ausgegeben, sofern diese mit einer tatsächlichen Abweichung vom Referenzsignal übereinstimmt. Eine graphische Darstellung umfasst grundsätzlich auch eine Ausgabe von Textmitteilungen, die über Abweichungen und/oder charakteristische Abweichungen informieren.
  • Eine akustische Ausgabe erfolgt bevorzugt in Form eines Warntones bzw. in Form von Warntönen, die den Benutzer über Abweichungen informieren. Bevorzugt werden diese Warntöne jedoch nur ausgegeben, sofern die Abweichungen einer charakteristischen Abweichung entsprechen. Eine graphische und eine akustische Ausgabe können darüber hinaus auch miteinander kombiniert werden.
  • Gegenstand der Erfindung ist aber nicht nur ein Verfahren gemäß Anspruch 1 sondern auch ein System zur Durchführung des Verfahrens mit einer Detektionseinheit, einer Auswerteeinheit und einer Ausgabeeinheit. Bei der Detektionseinheit handelt es sich bevorzugt um ein Messmikrofon.
  • Messmikrofone haben den Vorteil, dass sie akustische Signale objektiv detektieren und an die Auswerteinheit übermitteln können. Grundsätzlich sind aber auch alle anderen Arten von Mikrofonen für dieses Verfahren geeignet. So kann das System beispielsweise auch über ein Smartphone realisiert sein, wobei das im Smartphone integrierte Mikrophon die Detektionseinheit darstellt. Die Auswertung des akustischen Signals erfolgt dann intern im Smartphone, wobei das Ausgabesignal auf dem Display als Ausgabeeinheit angezeigt wird.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    ein schematisch dargestelltes System zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
    Fig. 2
    ein exemplarisches Referenzsignal
    Fig. 3A-3C
    verschiedene Verläufe des akustischen Signals
  • Die Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems zur Überwachung des Zustands des Membranventils 1. Ein Richtmikrofon 3 ist als Detektionsvorrichtung auf das Membranventil 1 ausgerichtet und detektiert ein von dem Membranventil erzeugtes akustisches Signal 2.
  • Dieses akustische Signal 2 wird von dem Messmikrofon 3 an eine Auswerteeinheit 4 übertragen und dort ausgewertet. Die Auswerteeinheit 4 weist einen integrierten Speicher 5 auf, in dem ein Referenzsignal gespeichert ist. Dieses Referenzsignal entspricht dem akustischen Signal 2, das von einem intakten Membranventil 1 ausgesandt wird.
  • In der Auswerteeinheit 4 erfolgt ein Abgleich des von dem Membranventil 1 erzeugten akustischen Signals 2 mit dem im Speicher 5 hinterlegten Referenzsignal. Sofern Abweichungen zwischen dem akustischen Signal 2 und dem Referenzsignal vorliegen, kann dies Aufschluss über den Zustand des Membranventils geben.
  • Die Abweichungen werden sodann von der Auswerteeinheit 4 an eine Ausgabeeinheit 6 übermittelt, die ausgehend von den Abweichungen ein graphisches Ausgabesignal erzeugt. Im vorliegenden Fall handelt es sich bei dem graphischen Ausgabesignal um eine Darstellung der lokalen Schallpegelmaxima für einen bestimmten Frequenzbereich, wobei die Abweichungen gestrichelt dargestellt sind.
  • In dem Speicher 5 sind darüber hinaus auch charakteristische Abweichungen hinterlegt. Es handelt sich hierbei um Abweichungen, die auf Erfahrungswerten basieren und einem bestimmten Ereignis, wie z.B. einer undichten Membrane, zugeordnet werden können. Sofern die in der Auswerteinheit 4 detektierten Abweichungen mit den charakteristischen Abweichungen identisch sind, erfolgt ebenfalls eine Ausgabe eines graphischen Ausgabesignals, das auf das Vorliegen einer solchen charakteristischen Abweichung hinweist.
  • Die Figur 2 zeigt exemplarisch den zeitlichen Verlauf eines akustischen Signals 2, wobei das akustische Signal einem Referenzsignal entspricht. Die horizontalen Linien entsprechen hierbei lokalen Schallpegelmaxima, die bei verschiedenen Frequenzen vorliegen. Besonders deutlich wird dies im Vergleich mit dem unteren Diagramm, das den Schallpegelverlauf zu einem bestimmten Zeitpunkt für verschiedene Frequenzen zeigt. Ausgehend von diesem Verlauf werden insgesamt vier lokale Schallpegelmaxima sichtbar, die aufgrund des zeitlichen Verlaufes in dem oberen Diagramm als Linie dargestellt sind.
  • Die Figuren 3A bis 3C zeigen unterschiedliche zeitliche Verläufe des akustischen Signals 2. Hierbei weisen alle Verläufe nach etwa der Hälfte der gemessenen Zeit eine charakteristische Abweichung gegenüber dem Referenzsignal der Figur 2 auf.
  • Gemäß der Figur 3A bildet sich ein fünftes lokales Schallpegelmaximum aus, wobei die Frequenz in etwa bei 7 kHz liegt. Dieses lokale Schallpegelmaximum ist kontinuierlich, wobei gemäß der Figur 3C dieses Maximum diskontinuierlich bzw. nur zu bestimmten Zeitpunkten auftritt.
  • Gemäß der Figur 3B bildet sich kein weiteres Schallpegelmaximum, allerdings verläuft das Maximum bei einer mittleren Frequenz von 12 kHz über einen im Vergleich zum Referenzsignal breiteren Frequenzbereich.

Claims (12)

  1. Verfahren zur Überwachung des Zustands von Membranventilen (1), wobei ein von dem Membranventil (1) erzeugtes akustisches Signal (2) mittels einer Detektionseinheit (3) erfasst und an eine Auswerteeinheit (4) übermittelt wird, wobei die Auswerteeinheit (4) das akustische Signal (2) mit einem Referenzsignal vergleicht und Abweichungen zwischen dem akustischen Signal (2) und dem Referenzsignal bestimmt, wobei die Abweichungen an eine Ausgabeeinheit (6) übergeben werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Referenzsignal vor dem erstmaligen Betrieb des Membranventils (1) erfasst und an die Auswerteeinheit (4) übermittelt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Referenzsignal und das akustische Signal (2) einen vorbestimmten Frequenzbereich z.B. von 0 bis 25 kHz umfassen.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Überwachung kontinuierlich während des Betriebs des Membranventils (1) erfolgt oder zu vorbestimmten Zeitpunkten.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Auswerteeinheit (4) die Abweichungen mit charakteristischen Abweichungen vergleicht.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die charakteristischen Abweichungen eine Änderung des Frequenzprofils und/oder eine Änderung des Schallpegels sind.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die charakteristischen Abweichungen kontinuierlich und/oder diskontinuierlich sind.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Referenzsignal und/oder die charakteristischen Abweichungen in einem Speicher (5) der Auswerteeinheit (4) gespeichert sind.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei eine Vielzahl von Referenzsignalen und/oder eine Vielzahl von charakteristischen Abweichungen für unterschiedliche Arten von Membranventilen (1) in dem Speicher (5) der Auswerteeinheit (4) gespeichert sind.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Ausgabeeinheit (6) die Abweichungen und/oder die charakteristischen Abweichungen in Form eines graphischen und/oder akustischen Ausgabesignals ausgibt.
  11. System zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 mit einer Detektionseinheit (3), mit einer Auswerteeinheit (4) und einer Ausgabeeinheit (6).
  12. System nach Anspruch 11, wobei die Detektionseinheit (6) ein Messmikrofon ist.
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